(57)【要約】【課題】  データ記録位置制御方法及び装置を提供する。【解決手段】参照光及び信号光を記録媒体に照射し、信号光が記録媒体から反射されて生成された反射信号光についての情報に基づいて、参照光の焦点である第１焦点と信号光の焦点である第２焦点との距離差を示す焦点エラー信号を生成した後、焦点エラー信号に基づいて、第２焦点を第１焦点が位置する方向に移動させる記録位置制御方法及び装置である。【選択図】      図１３
2010108593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光と信号光との干渉を利用してデータを記録するホログラム記録媒体上にデータが記録される位置を制御する方法において、
前記参照光及び前記信号光を前記記録媒体に照射する段階と、
前記照射された信号光が前記記録媒体の反射透過膜に反射されて生成された反射信号光についての情報に基づいて、前記ホログラム記録媒体上の前記参照光の焦点に対応する第１焦点と前記ホログラム記録媒体上の前記信号光の焦点に対応する第２焦点との距離差を示す焦点エラー信号を生成する段階と、
前記生成された焦点エラー信号に基づいて、前記第２焦点を前記第１焦点が位置する方向に移動させる段階と、を含むことを特徴とする記録位置制御方法。
【請求項２】
前記焦点エラー信号は、
第１座標軸に対する前記第１焦点と前記第２焦点との距離差を示す第１焦点エラー信号、第２座標軸に対する前記第１焦点と前記第２焦点との距離差を示す第２焦点エラー信号及び第３座標軸に対する前記第１焦点と前記第２焦点との距離を示す第３焦点エラー信号のうち、少なくとも１つを含み、
前記第１座標軸、前記第２座標軸及び前記第３座標軸は、３次元空間の座標軸であることを特徴とする請求項１に記載の記録位置制御方法。
【請求項３】
前記移動させる段階は、
前記第１焦点エラー信号に基づいて、第１座標軸に沿って前記第２焦点を移動させる第１移動段階と、
前記第２焦点エラー信号に基づいて、前記第１座標軸上での前記第２焦点の位置は固定した状態で前記第２座標軸に沿って前記第２焦点を移動させる第２移動段階と、
前記第３焦点エラー信号に基づいて、前記第１座標軸及び前記第２座標軸上での前記第２焦点の位置は固定した状態で前記第３座標軸に沿って前記第２焦点を移動させる第３移動段階と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の記録位置制御方法。
【請求項４】
前記第１焦点と前記第２焦点との距離差が臨界値以内か否かを判断する段階と、
前記判断結果、前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が前記臨界値以内ならば、前記生成された焦点エラー信号に対応して、前記第２焦点が前記第１焦点と一致すべく、自動制御するサーボ制御器を駆動させる段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の記録位置制御方法。
【請求項５】
前記判断段階は、
前記第１座標軸に係る前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が第１臨界値以内か否かを判断する第１判断段階と、
前記第２座標軸に係る前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が第２臨界値以内か否かを判断する第２判断段階と、
前記第３座標軸に対して前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が第３臨界値以内か否かを判断する第３判断段階と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の記録位置制御方法。
【請求項６】
前記判断段階は、
前記反射光の大きさが所定の臨界値以上か否かを判断する段階を含むことを特徴とする請求項４に記載の記録位置制御方法。
【請求項７】
前記判断結果、前記第１焦点と前記第２焦点との距離差が前記臨界値以内ならば、前記移動した第２焦点の位置についての情報を保存空間に記録する段階をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の記録位置制御方法。
【請求項８】
前記サーボ制御器の再駆動時、前記記録された第２焦点の位置についての情報に基づいて、前記第２焦点を移動させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の記録位置制御方法。
【請求項９】
前記記録媒体は、
基板と、記録及び／または再生位置の制御に用いられるサーボ光を反射させる反射膜、前記信号光を反射させる反射透過膜、データが記録される記録層を含み、
前記反射透過膜は、前記記録層に隣接し、前記反射膜より前記参照光の入射位置に近く位置し、
前記サーボ光は、前記反射透過膜を通じて透過され、
前記信号光は、前記反射透過膜から反射されることを特徴とする請求項１に記載の記録位置制御方法。
【請求項１０】
前記第２焦点を、前記第１焦点が位置する方向に移動させる段階は、
動作信号の大きさを変化させる段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の記録位置制御方法。
【請求項１１】
前記動作信号の大きさを変化させる段階は、
前記生成された焦点エラー信号が負帰還線形領域に進入するまで、前記動作信号を変化させる段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の記録位置制御方法。
【請求項１２】
前記第１焦点エラー信号は、トラッキングエラー信号であり、
前記第２焦点エラー信号は、タンジェンシャルエラー信号であり、
前記第３焦点エラー信号は、フォーカスエラー信号であることを特徴とする請求項３に記載の記録位置制御方法。
【請求項１３】
参照光と信号光との干渉を利用してデータを記録するホログラム記録媒体上にデータが記録される位置を制御する装置において、
前記参照光及び前記信号光を前記記録媒体に照射する光源部と、
前記照射された信号光が前記記録媒体内の反射透過膜に反射されて生成された反射信号光検出する光検出部と、
前記反射信号光に基づいて、前記参照光の焦点である第１焦点と前記信号光の焦点である第２焦点との距離差を示す焦点エラー信号を生成する焦点エラー信号生成部と、
前記焦点エラー信号に基づいて、前記第２焦点が前記第１焦点が位置する方向に移動すべく、制御する制御部と、を含むことを特徴とする記録位置制御装置。
【請求項１４】
前記焦点エラー信号は、
第１座標軸方向に対する前記第１焦点と前記第２焦点との距離差を示す第１焦点エラー信号、第２座標軸方向に対する前記第１焦点と前記第２焦点との距離差を示す第２焦点エラー信号、及び第３座標軸方向に対する前記第１焦点と前記第２焦点との距離を示す第３焦点エラー信号のうち、少なくとも１つを含み、
前記第１座標軸、前記第２座標軸及び前記第３座標軸は３次元空間の座標軸であることを特徴とする請求項１３に記載の記録位置制御装置。
【請求項１５】
前記第１焦点エラー信号に基づいて、前記第１座標軸に沿って前記第２焦点を移動させる第１焦点移動部と、
前記第２焦点エラー信号に基づいて、前記第１座標軸上の前記第２焦点の位置を固定した状態で前記第２座標軸に沿って前記第２焦点を移動させる第２焦点移動部と、
前記第３焦点エラー信号に基づいて、前記第１座標軸及び前記第２座標軸上の前記第２焦点の位置を固定した状態で前記第３座標軸に沿って前記第２焦点を移動させる第３焦点移動部と、をさらに含み、
前記制御部は、前記焦点エラー信号に基づいて前記第１焦点移動部、前記第２焦点移動部及び前記第３焦点移動部のうち、少なくとも１つの動作を制御することを特徴とする請求項１４に記載の記録位置制御装置。
【請求項１６】
前記装置は、前記生成された焦点エラー信号を入力されて、前記第２焦点が前記第１焦点と一致すべく、自動制御するサーボ制御器をさらに含み、
前記制御部は、前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が臨界値以内か否かを判断する判断部と、
前記第１焦点と前記制２焦点との距離差が前記臨界値以内ならば、前記サーボ制御器を駆動する動作開始部と、をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の記録位置制御装置。
【請求項１７】
前記判断部は、
前記第１座標軸を基準に前記第１焦点と前記第２焦点との距離差が第１臨界値以内か否かを判断する第１判断部と、
前記第２座標軸を基準に前記第１焦点と前記第２焦点との距離差が第２臨界値以内か否かを判断する第２判断部と、
前記第３座標軸を基準に前記第１焦点と前記第２焦点との距離差が第３臨界値以内か否かを判断する第３判断部と、を含むことを特徴とする請求項１６に記載の記録位置制御装置。
【請求項１８】
前記判断部は、
前記反射信号光の大きさが所定の臨界値以上か否かを判断する第４判断部を含むことを特徴とする請求項１７に記載の記録位置制御装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記判断結果、前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が前記臨界値以内ならば、前記移動した第２焦点の位置についての情報の保存を制御することを特徴とする請求項１６に記載の記録位置制御装置。
【請求項２０】
前記制御部は、
前記サーボ制御器の再駆動時、前記保存された第２焦点の位置についての情報に基づいて、前記第２焦点の移動をさらに制御することを特徴とする請求項１９に記載の記録位置制御装置。
【請求項２１】
前記記録媒体は、
基板と、記録／再生位置の制御に用いられるサーボ光を反射させる反射膜、前記信号光を反射させる反射透過膜、データが記録される記録層を含み、
前記反射透過膜は、前記記録層に隣接して、前記反射膜より前記参照光の入射位置に近く位置し、
前記サーボ光は、前記反射透過膜を通じて透過され、
前記信号光は、前記反射透過膜から反射されることを特徴とする請求項１３に記載の記録位置制御装置。
【請求項２２】
前記制御部は、
駆動信号の大きさを変化させることによって、前記第２焦点の移動を制御することを特徴とする請求項１３に記載の記録位置制御装置。
【請求項２３】
前記制御部は、
前記生成された焦点エラー信号が負帰還線形領域に進入するまで、前記動作信号を変化させることを特徴とする請求項２２に記載の記録位置制御装置。
【請求項２４】
前記第１焦点エラー信号は、トラッキングエラー信号であり、
前記第２焦点エラー信号は、タンジェンシャルエラー信号であり、
前記第３焦点エラー信号は、フォーカスエラー信号であることを特徴とする請求項１５に記載の記録位置制御装置。
【請求項２５】
請求項１に記載の方法を具現するためのプログラムが記録されたコンピュータで読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データの記録位置を制御する方法及び装置に係り、特にホログラム記録媒体に記録されるデータの記録位置を制御する方法及び装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
最近、ホログラムを利用した情報保存技術が注目を浴びている。ホログラフィックデータストレージの記録は、情報を干渉紋の形態でｚ光に敏感な無機質結晶、あるいはフォトポリマーのように光度によって反応する材料に保存することである。干渉紋は、２つの可干渉性レーザービームを利用して形成する。すなわち、経路を異ならせる参照光と信号光とが互いに干渉して形成される干渉紋が、感光性情報記録媒体に化学的あるいは物理的変化によって記録される。このように記録された干渉パターンから情報を再生するには、記録時の光と類似した参照光が情報記録媒体に記録された干渉パターンに照射される。これは干渉パターンによる回折を起こし、これにより信号光が復元されつつ、情報が再生される。
【０００３】
このようなホログラム情報保存技術は、ボリュームホログラフィー（ｖｏｌｕｍｎｅ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ）を利用してページ単位で記録／再生するボリュームホログラフィー方式とマイクロホログラフィー（ｍｉｃｒｏ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ）を利用して単一ビットで記録／再生するマイクロホログラフィー方式がある。ボリュームホログラフィー方式は、大規模の情報を同時に処理するという長所はあるが、光学系が非常に精密に調整されねばならないために、一般の消費者対象の情報保存装置の商用化には難点がある。
【０００４】
一方、マイクロホログラフィー方式は、２つの集光された光を焦点で干渉させて微細な干渉紋（マイクロホログラム）を形成し、このような干渉紋を情報記録媒体の平面上で移動させて、多数を記録して記録層を形成し、このような記録層を情報記録媒体の深さ方向に重畳させて多層形成することによって、ホログラフィック情報記録媒体上に情報を３次元で記録する方式である。
【０００５】
基本的に、マイクロホログラフィー方式は、ホログラフィック情報記録媒体の深さ方向に多層記録して容量を高める。既存のＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）のような複数層光ディスクではそれぞれの記録層に対して反射膜があって、反射光強度信号のレベル及び信号の極性を利用して複数の記録層を区別して所望の記録層に光焦点を形成させる。記録層にデータを記録する方法については、特許文献１に記載されている。
【０００６】
しかし、マイクロホログラフィー方式に適用されるホログラフィック情報記録媒体の場合、既存の光ディスクとは異なって記録層に反射膜が存在しない。
【０００７】
ホログラフィック情報記録媒体で複数の記録層に反射膜が存在する場合、反射膜による記録光効率が低下するために、ホログラフィック情報記録媒体の深さ方向に多層記録ができず、容量の増加を抑制しうる。
【０００８】
したがって、マイクロホログラフィー方式に適用されるホログラフィック情報記録媒体の場合、記録層に反射膜がないが、これにより、ホログラフィック情報記録媒体の所望の記録層に光焦点を形成しにくい。所望の記録層に光焦点を形成できない場合、記録層間の間隔が一定しておらず、それぞれの層間クロストーク（ｌａｙｅｒ  ｃｒｏｓｓ  ｔａｌｋ）量に変動があって、これにより、各記録層ごとに再生信号（ＲＦ）能が変わり、記録層から離れた所でも、光焦点が形成されて記録し始めても、正しい記録が行えないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】韓国公開特許１０−２００６−００６７５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記問題点を解決するための本発明の目的は、ホログラム記録媒体上にデータが記録される位置を制御する方法及び装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施例が有する一特徴は、参照光と信号光との干渉を利用してデータを記録するホログラム記録媒体上にデータが記録される位置を制御する方法において、前記参照光及び前記信号光を前記記録媒体に照射する段階と、前記信号光が前記記録媒体から反射されて生成された信号反射光についての情報に基づいて、前記参照光の焦点である第１焦点と前記信号光の焦点である第２焦点との距離差を示す焦点エラー信号を生成する段階と、前記焦点エラー信号に基づいて、前記第２焦点を前記第１焦点が位置する方向に移動させる段階を含むことである。
【００１２】
前記焦点エラー信号は、第１座標軸に対する前記第１焦点と前記第２焦点との距離差を示す第１焦点エラー信号、第２座標軸に対する前記第１焦点と前記第２焦点との距離差を示す第２焦点エラー信号、及び第３座標軸に対する前記第１焦点と前記第２焦点との距離を示す第３焦点エラー信号のうち、少なくとも１つを含み、前記第１座標軸、前記第２座標軸及び前記第３座標軸は、３次元空間を形成する座標軸でありうる。
【００１３】
前記移動させる段階は、前記第１焦点エラー信号に基づいて、第１座標軸に沿って前記第２焦点を移動させる第１移動段階と、前記第２焦点エラー信号に基づいて、前記第１座標軸上での位置は固定した状態で前記第２座標軸に沿って前記第２焦点を移動させる第２移動段階と、前記第３焦点エラー信号に基づいて、前記第１座標軸上での位置及び前記第２座標軸上での位置は、固定した状態で前記第３座標軸に沿って前記第２焦点を移動させる第３移動段階を含みうる。
【００１４】
前記第１焦点と前記第２焦点との距離差が臨界値以内か否かを判断する段階と、前記判断結果、前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が前記臨界値以内ならば、前記焦点エラー信号を入力されて前記第２焦点が前記第１焦点と一致すべく、自動制御するサーボ制御器を駆動させることができる。
【００１５】
前記判断段階は、前記第１座標軸に対して前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が第１臨界値以内か否かを判断する第１判断段階と、前記第２座標軸に対して前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が第２臨界値以内か否かを判断する第２判断段階と、前記第３座標軸に対して前記第１焦点と前記移動した第２焦点との距離差が第３臨界値以内か否かを判断する第３判断段階とを含みうる。
【００１６】
前記判断段階は、前記反射光の大きさが所定の臨界値以上か否かを判断する段階をさらに含むことができる。
【００１７】
前記判断結果、前記第１焦点と前記第２焦点との距離差が前記臨界値以内ならば、前記第２焦点の位置についての情報を保存空間に記録する段階をさらに含むことができる。
【００１８】
前記サーボ制御器の再駆動時、前記第２焦点の位置についての情報に基づいて、前記第２焦点を移動させる段階をさらに含むことができる。
【００１９】
本発明の他の実施例が有する一特徴は、参照光と信号光との干渉を利用してデータを記録するホログラム記録媒体上にデータが記録される位置を制御する装置において、前記参照光及び前記信号光を前記記録媒体に照射する光源部と、前記信号光が前記記録媒体から反射されて生成された信号反射光を検出する光検出部と、前記信号反射光に基づいて、前記参照光の焦点である第１焦点と前記信号光の焦点である第２焦点との距離差を示す焦点エラー信号を生成する焦点エラー信号生成部と、前記焦点エラー信号に基づいて、前記第２焦点が前記第１焦点が位置する方向に移動すべく、制御する制御部とを含むことである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施例によるホログラフィック情報記録装置を利用して、データの記録に用いられるホログラフィック情報記録媒体の一例である。
【図２】ホログラフィック情報記録媒体に記録されるホログラムの一例である。
【図３】本発明の一実施例による記録層の位置調整が可能なホログラフィック情報記録／再生装置のブロックである。
【図４】図３に示されたホログラフィック情報記録／再生装置でのサーボ光の進行経路についての一例を示す。
【図５】図３に示されたホログラフィック情報記録／再生装置での信号光の進行経路についての一例を示す。
【図６】図３に示されたホログラフィック情報記録／再生装置での参照光の進行経路についての一例を示す。
【図７】本発明の一実施例によるホログラフィー情報記録装置で、データ記録位置を決定する順序を示す。
【図８Ａ】本発明の一実施例による光検出器を示す。
【図８Ｂ】本発明の一実施例による光検出器を示す。
【図９Ａ】本発明の一実施例による参照光の焦点を移動させる過程を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施例による信号光の焦点を移動させる過程を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例による記録位置を制御する装置内の第２光検出器の動作についての一例を示す。
【図１１Ａ】本発明の一実施例による記録位置を制御する装置で、信号光の焦点位置を制御する方法についての一例を示す。
【図１１Ｂ】本発明の一実施例による記録位置を制御する装置で、信号光の焦点位置を制御する方法についての一例を示す。
【図１１Ｃ】本発明の一実施例による記録位置を制御する装置で、信号光の焦点位置を制御する方法についての一例を示す。
【図１１Ｄ】本発明の一実施例による記録位置を制御する装置で、信号光の焦点位置を制御する方法についての一例を示す。
【図１２】本発明の一実施例によるデータが記録される位置を制御する制御装置についてのブロック図である。
【図１３】本発明の一実施例によるホログラム記録媒体上でのデータ記録位置を制御する制御方法を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】本発明の他の実施例によるホログラム記録媒体上でのデータ記録位置を制御する制御方法をお示すフローチャートである。
【図１４Ｂ】本発明の他の実施例によるホログラム記録媒体上でのデータ記録位置を制御する制御方法をお示すフローチャートである。
【図１５Ａ】本発明のさらに他の実施例によるホログラム記録媒体上でのデータ記録位置を制御する制御方法を示すフローチャートである。
【図１５Ｂ】本発明のさらに他の実施例によるホログラム記録媒体上でのデータ記録位置を制御する制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付された図面を参考にして本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例によるホログラフィック情報記録装置を利用して、データを記録するのに用いられるホログラフィック情報記録媒体の一例である。
【００２３】
図１に示されたホログラフィック情報記録媒体１０は、基板１４、１５と、第１波長の第１光、例えば、赤色光であるサーボ光Ｌｒ１を反射させる反射膜１１と、第１波長の第１光は透過させ、第１光とは異なる第２波長の第２光、例えば、ホログラム記録／再生に用いられる青色光を反射させる反射透過膜１２と、ホログラム情報が干渉紋形態に記録されるホログラフィック媒体層１３を含む。ホログラフィック媒体層１３は、記録マークホログラムが形成される媒体層である。平面上に記録マークホログラム、例えば、マイクロホログラムを形成して１つの記録層を形成し、ホログラフィック媒体層１３内には深さ方向にかかる記録層が複数個形成されうる。図１で、Ｌｒ１及びＬｒ２は、各々反射膜１１に入射されるサーボ光及び反射膜１１で反射されたサーボ光を示す。Ｌｂ１及びＬｂ３は、各々焦点Ｆｂにフォーカシングされる参照光及び焦点Ｆｂにフォーカシングされた後、発散されて反射透過膜１２により反射された参照光を示す。Ｌｂ２及びＬｂ４は、各々反射透過膜１２で反射された後、焦点Ｆｂにフォーカシングされる信号光及び焦点Ｆｂを過ぎて発散する反射信号光を示す。Ｆｂは、参照光の焦点を示す。
【００２４】
ホログラフィック情報記録媒体１０は、既存のＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤと同様に、例えば、直径１２０ｍｍの円盤で形成され、中央部分にはホール（図示せず）が形成されうる。図１のように、ホログラフィック媒体層１３と反射膜１１とを保護するように、ホログラフィック情報記録媒体１０の両側に基板１４、１５が形成されうる。この基板１４、１５は、ポリカーボネートやガラスなどの材料からなりうる。
【００２５】
ホログラフィック媒体層１３は、照射される光度によって屈折率が変化するフォトポリマーからなり、例えば、波長が約４０５ｎｍである青色光に反応するように設けられうる。青色光である参照光Ｌｂ１と信号光Ｌｂ２が、ホログラフィック媒体層１３で干渉する場合、図２に示されたように、記録マークのホログラムが形成される。この際、形成された記録マークホログラムは、マイクロホログラムでありうる。基板１４、１５は、ホログラフィック媒体層１３と同一また類似した屈折率を有するように形成されうる。
【００２６】
ホログラフィック媒体層１３の厚さｄ２は、記録マークの高さより十分に厚く設計される。例えば、ホログラフィック媒体層１３は、約１５０μｍの厚さに設計されうる。図１で、ｄ１は表面からホログラフィック媒体層１３までの基板１４の厚さを示し、ｄ２はホログラフィック媒体層１３の厚さ、ｄ３は反射透過膜１２から反射膜１１までの厚さを示す。
【００２７】
ホログラフィック媒体層１３には、信号光Ｌｂ２と参照光Ｌｂ１との干渉によるホログラム記録によって１つの記録層を形成し、深さ方向にホログラム記録がなされる位置を変えつつ、記録を進めれば、複数の記録層が形成されうる。ここで、記録層は、同一平面に記録マークホログラムを形成して得られる。
【００２８】
反射膜１１には、トラッキング及びフォーカシングサーボを具現できるように、ランドやグルーブまたはピットなどが形成されうる。基板１４側から入射された第１波長の第１光、例えば、赤色光であるサーボ光Ｌｒ１は、この反射膜１１により基板１４側に反射される。
【００２９】
反射透過膜１２は、サーボ光（赤色光）は透過し、第２波長の第２光、例えば、青色光（ホログラム記録／再生に用いられる光）は反射する波長選択性反射膜である。この反射透過膜１２は、コレステリック（Ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）液晶層で形成されて円偏光分離機能を有することができる。円偏光分離機能を有するコレステリック液晶層は、液晶の螺旋の回転方向（右回転または左回転）と円偏光方向とが一致し、波長が液晶の螺旋ピッチである時、その円偏光成分のみ反射する選択反射特性を有する。
【００３０】
例えば、青色光が右円偏光として基板１４側から入射される時、反射透過膜１２により反射された光は右円偏光となる。
【００３１】
後述するように、干渉紋の形成時、信号光Ｌｂ２は、反射透過膜１２により反射された後、焦点Ｆｂにフォーカシングされ、参照光Ｌｂ１は直ちに焦点（ＦＬｂ）にフォーカシングされる。この際、ホログラフィック情報記録媒体１０に信号光Ｌｂ２は、例えば、右円偏光、参照光Ｌｂ１は、例えば、左円偏光として入射されうる。これを考慮して、前記反射透過膜１２は、基本的に、例えば、右円偏光の青色光である信号光Ｌｂ２は反射させ、直交する左円偏光の青色光である参照光Ｌｂ１を透過させるように設けられうる。さらに、前記反射透過膜１２は、記録層位置の調整に参照光Ｌｂ１を使用できるように、左円偏光の青色光の一部を反射させるべく設けられうる。
【００３２】
具体的な実施例として、前記反射透過膜１２は、ホログラフィック情報記録媒体１０の一部領域（例えば、ホールに近い中心付近）でのみ左円偏光の青色光を反射させ、その他の領域では、右円偏光の青色光のみを反射させるか、またはホログラフィック情報記録媒体１０の全領域に亙って右円偏光の青色光を主に反射しつつ、左円偏光の青色光も一部反射すべく形成しうる。
【００３３】
図３は、本発明の一実施例による記録層の位置調整が可能なホログラフィック情報記録／再生装置のブロックである。図３を参照するに、本発明の実施例によるホログラフィック情報記録／再生装置は、サーボ光として使われる第１波長の光源７１及び参照光または信号光として使われる第２波長の光源２１と、サーボ光、参照光及び信号光をホログラフィック情報記録媒体１０に集光させる対物レンズ１００と、対物レンズ１００を駆動する駆動部４４と、ホログラフィック情報記録媒体１０の反射膜１１で反射されたサーボ光を検出する第１光検出器７９と、ホログラフィック情報記録媒体１０の反射透過膜１２で反射された参照光及び信号光を検出する第２光検出器４８と、サーボ光を基準としてホログラフィック情報記録媒体１０のホログラフィック媒体層１３内での前記参照光及び信号光の焦点位置を調整するように制御する制御部１５０を含みうる。必須ではないが、制御部１５０は１つ以上のプロセッサー及び１つ以上のチップまたは集積回路上のプロセシング成分であり得る。
【００３４】
以下、サーボ用光学系７０に第１光源７１及び第１光検出器７９が含まれ、ホログラム記録光学系５０とホログラム記録／再生光学系２０に第２光源２１、第２光検出器４８が含まれる場合を例として、本発明の実施例によるホログラフィック情報記録／再生装置をさらに具体的に説明する。
【００３５】
まず、図４を参考にして図３に示された本発明の一実施例によるホログラフィック情報記録／再生装置での記録／再生の位置の制御に用いられるサーボ光の進行経路を説明する。
【００３６】
図４は、図３に示されたホログラフィック情報記録／再生装置でのサーボ光の進行経路の一例を示す。
【００３７】
サーボ用光学系７０は、基板１４に対して第１光源７１から出射された第１波長（例えば、赤色波長）のサーボ光Ｌｒ１を照射し、反射膜１１で反射されたサーボ光Ｌｒ２を受光すべく構成しうる。
【００３８】
第１光源７１は、例えば、波長が約６６０ｎｍのサーボ光Ｌｒ１を出射しうる。第１光源７１で発散されたサーボ光Ｌｒ１は、グレーティング７２により１つのメインビームと２つのサブビームの３つに分岐され、偏光ビームスプリッタ７３を透過してコリメーティングレンズ７４に入射される。
【００３９】
グレーティング７２は、メインビームの光量をサブビームより比較的多くするか、同等なレベルに分岐するように構成しうる。図４で、サブビームの図示は省略した。偏光ビームスプリッタ７３は、入射されるサーボ光Ｌｒ１のうち、ｐ偏光成分は透過し、ｓ偏光成分は反射させるように構成しうる。コリメーティングレンズ７４は、光源７１から発散されたサーボ光Ｌｒ１を平行光に変換する。平行光に変換されたサーボ光Ｌｒ１は、補正レンズ７５に入射される。補正レンズ７５は、２つの集束レンズ７６、７７からなりうる。補正レンズ７５を通過したサーボ光Ｌｒ１は、二色プリズム４０、４１を透過してミラー４２で反射されて１／４波長板（ＱＷＰ）４３に入射されて円偏光に変換されて対物レンズ１００に入射される。対物レンズ１００は、図１のように、サーボ光Ｌｒ１を反射膜１１に集光させて反射膜１１上に焦点Ｆｒを形成して反射膜１１により反射されて入射されるサーボ光Ｌｒ１と反対方向に反射サーボ光Ｌｒ２が進められる。
【００４０】
二色プリズム４０は、赤色光（サーボ光）はほぼ１００％透過させ、青色光（ホログラム記録／再生用光であって、３の光学系では参照光）はほぼ１００％反射され、二色プリズム４１は赤色光はほぼ１００％透過させ、青色光のうち、例えば、ｐ偏光成分はほぼ１００％透過させ、例えば、ｓ偏光成分はほぼ１００％反射させるように設けられうる。ミラー４２は、赤色光及び青色光がいずれもほぼ１００％反射され、１／４波長板４３は、赤色光及び青色光はいずれも直線偏光を円偏光に変換させうる。
【００４１】
反射サーボ光Ｌｒ２は、対物レンズ１００、１／４波長板４３、ミラー４２、二色プリズム４０、４１、補正レンズ７５を順次に透過して平行ビームになった後、コリメーティングレンズ７４により集光されて偏光ビームスプリッタ７３で反射され、第１光検出器７９に受光される。この反射サーボ光Ｌｒ２に非点収差を発生させ、非点収差法によりフォーカスサーボを具現するように、偏光ビームスプリッタ７３と第１光検出器７９との間には、非点収差レンズ、例えば、シリンドリカルレンズ（Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  ｌｅｎｓ）７８をさらに備えうる。
【００４２】
ホログラフィック情報記録／再生装置で、回転するホログラフィック情報記録媒体１０は、偏向及び偏心発生可能性があるために、目標トラック及び該当焦点位置が変動される可能性がある。したがって、サーボ光学系７０でサーボ光Ｌｒ１の焦点を目標トラックと該当焦点に位置させる必要がある。このために、サーボ光Ｌｒ１をホログラフィック情報記録媒体１０の厚さ方向と半径方向であるフォーカス方向とトラッキング方向に移動させる必要がある。
【００４３】
このようなサーボ光Ｌｒ１のフォーカス方向及びトラッキング方向への移動のために、駆動部４４を２軸アクチュエータで構成し、対物レンズ１００をフォーカス方向及びトラッキング方向の２軸で駆動しうる。また、駆動部４４を３軸アクチュエータで構成し、対物レンズ１００をフォーカス及びトラッキングのみならず、半径方向チルトに対しても駆動しうる。
【００４４】
以下、図５及び図６を参考にして、図３に示された本発明の一実施例によるホログラフィック情報記録／再生装置でのデータの記録／再生に用いられる信号光及び参照光の進行経路を説明する。
【００４５】
ホログラム記録／再生用光学系は、基板１４に対して第２光源２１から出射された第２波長を有する第２光（以下、青色光Ｌｂ）を照射して反射透過膜１２で反射された青色光を受光すべく構成しうる。ホログラム記録／再生用光学系は、記録モード時、信号光Ｌｂ２の進行に寄与する信号光光学系５０と、記録モード時及び再生時参照光Ｌｂ１の進行に寄与する参照光光学系２０を含みうる。
【００４６】
ホログラム記録／再生用光学系の第２光源２１では、第２波長の第２光、例えば、約４０５ｎｍ波長の青色光Ｌｂが発散されつつ、出射される。青色光Ｌｂは、コリメーティングレンズ２２に入射されて平行光に変換される。この平行光に変換された青色光Ｌｂは、能動型半波長板（ａｃｔｉｖｅ  ｈａｌｆ  ｗａｖｅ  ｐｌａｔｅ）２６に通過し、偏光ビームスプリッタ２７で反射されるか、この偏光ビームスプリッタ２７を透過する。ここでは、偏光ビームスプリッタ２７で反射された青色光を信号光Ｌｂ２、偏光ビームスプリッタ２７を透過した光を参照光Ｌｂ１として使用する場合を例として説明する。
【００４７】
能動型半波長板２６は、オン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）型半波長板であり、電気を印加すれば、半波長板として作用し、電気を印加しなければ、半波長板として作用しないように構成しうる。したがって、電気が印加されて半波長板として機能する場合、入射される青色光Ｌｂは、能動型半波長板２６により偏光方向が所定角度に回転され、ｓ偏光成分の信号光Ｌｂ２は、偏光ビームスプリッタ２７により反射されてｐ偏光成分の参照光Ｌｂ１は偏光ビームスプリッタ２７を透過する。ここで、再生モード時には、能動型半波長板２６に電気が印加されず、能動型半波長板２６は、半波長板として機能せず、これにより、光源２１から出射された青色光Ｌｂは、例えば、ｐ偏光の青色光Ｌｂは、全部またはほとんどが偏光ビームスプリッタ２７を透過して、記録モード時の参照光Ｌｂ１の進行経路に沿って進む。ここでは、第２光源２１から出射された青色光Ｌｂがｐ偏光状態であると仮定した。
【００４８】
他の実施例として、能動型半波長板２６を半波長板に回転駆動装置を設けた構造で形成し、回転角度によって偏光方向を所定の角度で回転させて、ｓ偏光及びｐ偏光の強度分布を調節することもできる。
【００４９】
第２光源２１から出射された青色光Ｌｂは、偏光ビームスプリッタ２７で約５０％の参照光Ｌｂ１と約５０％の信号光Ｌｂ２とに分割される。分割される比率は、能動型半波長板２６により調節可能である。
【００５０】
図５は、図３に示されたホログラフィック情報記録／再生装置での信号光の進行経路についての一例を示す。図５を参照するに、信号光光学系５０で、ｓ偏光の信号光Ｌｂ２はガルバノミラー５１に反射され、半波長板５２によりｐ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ５３を透過して１／４波長板５４により円偏光に変換され、ミラー５５により再反射される。再反射された信号光Ｌｂ２は、１／４波長板５４によりｓ偏光に変換されてビームスプリッタ５３により反射されてガルバノミラー５６に入射される。
【００５１】
ガルバノミラー５１、５６は、反射光の角度を変化させるものであって、制御部１５０により信号光Ｌｂ２の進行方向を調整しうる。
【００５２】
ガルバノミラー５６で反射された信号光Ｌｂ２は、スリット５７を通過してビームエキスパンダ５７に入射される。ビームエキスパンダ５７は、２つの可動レンズ５９、６０で構成しうる。第１可動レンズ５９により信号光Ｌｂ２は発散され、第２可動レンズ６０により集束光に変わり、リレイレンズ６１を通過して半波長板６４に入射されてｐ偏光に変換される。
【００５３】
ここで、ビームエキスパンダ５７は、２つの可動レンズ５９、６０で構成されるが、可動レンズ５９は、ステッピングモータまたはピエゾモータを利用して光軸方向に移動すべく構成され、また粗く（ｃｏａｒｓｅ）制御されるように構成しうる。可動レンズ６０は、対物レンズ１００用駆動部４４（アクチュエータ）と類似したアクチュエータを利用して光軸方向に移動すべく構成され、また微細に（ｆｉｎｅ）制御するように構成しうる。
【００５４】
例えば、第１可動レンズ５９は、ホログラフィック情報記録媒体１０の厚さ方向に記録層移動時、信号光Ｌｂ２を記録層付近に位置させ、第２可動レンズ６０により記録層位置に正確に移動させうる。第１可動レンズ５９の移動距離は、第２可動レンズ６０の移動距離より大きく構成しうる。
【００５５】
リレイレンズ６１は、対物レンズ１００とビームエキスパンダ５７の第２可動レンズ６０との距離を確保するために構成されたものであって、２つの凸レンズ６２、６３からなりうる。
【００５６】
半波長板６４を通過したｐ偏光の信号光Ｌｂ２は、偏光ビームスプリッタ３８を透過して能動型半波長板４６に入射される。入射されたｐ偏光の信号光Ｌｂ２は、偏光を変換させるように駆動（例えば、電気が印加）された能動型半波長板４６により偏光方向が所定角度で回転され、主にｓ偏光成分を含むように変換される。ｐ偏光の信号光Ｌｂ２は、能動型半波長板４６により約７０％のｓ偏光成分と約３０％のｐ偏光成分とを含むように変換されうる。
【００５７】
信号光Ｌｂ２は、ミラー４５により反射され、二色プリズム４１により信号光Ｌｂ２のｓ偏光成分のみミラー４２に入射され、１／４波長板４３により、例えば、右円偏光に変化されて対物レンズ１００に入射される。対物レンズ１００により信号光Ｌｂ２は集光され、コリステリック液晶層を含む反射透過膜１２で反射されてＦｂに焦点を形成する。
【００５８】
この信号光Ｌｂ２に対して対物レンズ１００は、信号光Ｌｂ２を集光し、ビームエキスパンダ５７との光学的の距離の関係により、例えば、開口数０．４の集光レンズとして作用しうる。
【００５９】
焦点Ｆｂに集められた信号光Ｌｂ２は発散して対物レンズ１００に再入射される。ここで、この反射信号光をＬｂ４と称する。反射信号光Ｌｂ４は、コリステリック液晶層を含む反射透過膜１２で反射されて信号光Ｌｂ２と同じ右円偏光を有する。反射信号光Ｌｂ４は、１／４波長板４３によりｓ偏光に変換され、ミラー４２、二色プリズム４１及びミラー４５により反射されて能動型半波長板４６に入射される。ｓ偏光の反射信号光Ｌｂ４は、能動型半波長板４６により、例えば、約３０％のｓ偏光成分と約７０％のｐ偏光成分とを含むように変換され、反射信号光Ｌｂ４のうち、ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３８により反射される。反射されたｓ偏光成分の反射信号光Ｌｂ４は、リレイレンズ３５を透過してビームエキスパンダ３２に入射する。反射信号光Ｌｂ４は、半波長板３１によりｐ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ２８を透過して集光レンズ４６により集光され、シリンドリカルレンズ４７により非点収差が発生して第２光検出器４８に受光される。
【００６０】
ここで、リレイレンズ３５とビームエキスパンダ３２は、前述したリレイレンズ６１及びビームエキスパンダ５７と同じ作用をする。リレイレンズ３５は、２つの凸レンズ３６、３７を含み、ビームエキスパンダ３２は２つの可動レンズ３３、３４を含みうる。
【００６１】
ホログラフィック情報記録媒体１０は、偏向及び偏心発生可能性があるために、目標トラック及び該当焦点位置の変動可能性があって、前述したように、赤色光であるサーボ光を利用したサーボ光学系及び制御部１５０によりフォーカス及びトラッキングを制御する。しかし、信号光Ｌｂ２は、対物レンズ１００の移動により参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂの位置からずれる可能性がある。
【００６２】
したがって、信号光光学系５０では、ホログラフィック媒体層１３内に位置した参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂに対する信号光Ｌｂ２の焦点ずれ量による反射信号光Ｌｂ４が第２光検出器４８に受光される状態を反映して各種光学部品の光学的位置を調整するように設けられうる。
【００６３】
図６は、図３に示されたホログラフィック情報記録／再生装置での参照光の進行経路についての一例を示す。
【００６４】
一方、図６を参照するに、参照光光学系２０で、光源２１から出射された青色光Ｌｂはコリメーティングレンズ２２を経由しつつ、平行光になり、能動型半波長板２６を経由しつつ、ｓ偏光成分とｐ偏光成分とを含むようになる。この青色光Ｌｂのｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ２７で反射され、図５の説明のように、信号光Ｌｂ２として使われる。一方、青色光Ｌｂのｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ２７を透過して参照光Ｌｂ１として使われうる。
【００６５】
偏光ビームスプリッタ２７を透過した参照光Ｌｂ１は、偏光ビームスプリッタ２８に入射される。偏光ビームスプリッタ２８を透過したｐ偏光の参照光Ｌｂ１は、１／４波長板２９により左円偏光に変換され、ミラー３０で反射されて１／４波長板２９により再びｓ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ２８により反射されて半波長板３１方向に進行する。ｓ偏光の参照光Ｌｂ１は、半波長板３１によりｐ偏光に変換されてビームエキスパンダ３２に入射される。
【００６６】
ここで、ミラー３０は、移動可能に設けられたものであって、ミラー３０の移動により参照光Ｌｂ１の光路長を変更して参照光Ｌｂ１と信号光Ｌｂ２との光路長を合わせられる。参照光Ｌｂ１と信号光Ｌｂ２との光路長を合わせるために、信号光光学系５０でのミラー５５を駆動するか、信号光光学系５０でのミラー５５と参照光光学系２０でのミラー３０をいずれも駆動しうる。光源２１としてレーザーダイオードを使用する場合、レーザーダイオードは可干渉距離が数１００μ程度であるために、参照光Ｌｂ１と信号光Ｌｂ２との光路長差が可干渉距離以上である場合、参照光Ｌｂ１と信号光Ｌｂ２との焦点で形成される記録マーク（ホログラム）が良好に記録されないことがある。したがって、良好なホログラムを形成するために、例えば、ミラー３０を調整して参照光Ｌｂ１と信号光Ｌｂ２との光路長差を可干渉距離以下に合わせることが必要である。
【００６７】
ビームエキスパンダ３２に入射されたｐ偏光の参照光Ｌｂ１は、可動レンズ３３により発散されて可動レンズ３４により再収束される。ビームエキスパンダ３２を経由した参照光Ｌｂ１は、リレイレンズ３５を通過して偏光ビームスプリッタ３６に入射されるが、この参照光Ｌｂ１は前述したように、ｐ偏光を有するので、偏光ビームスプリッタ３６を透過してシャッター３９に入射される。
【００６８】
前述したようにビームエキスパンダ３２とリレイレンズ３５は、ビームエキスパンダ５７及びリレイレンズ６１と同じ作用を行う。
【００６９】
シャッター３９は、制御部１５０により参照光Ｌｂ１を遮断または通過させる。参照光Ｌｂ１がシャッター３９を通過する場合、この参照光Ｌｂ１は、ｐ偏光の青色光として二色プリズム４０により反射されて二色プリズム４１を透過してミラー４２に入射される。参照光Ｌｂ１は、ミラー４２で反射され、１／４波長板４３により左円偏光に変換されて対物レンズ１００によりホログラフィック情報記録媒体１０に集光される。
【００７０】
対物レンズ１００は、参照光Ｌｂ１を集光する。この際、ビームエキスパンダ３２との光学的な距離関係によって、例えば、開口数０．６５の集光レンズとして作用しうる。ここで、参照光Ｌｂ１に対する対物レンズ１００の開口数が、信号光Ｌｂ２に対する開口数より大きいが、その理由は、参照光Ｌｂ１は対物レンズ１００により集光されて直ちに焦点Ｆｂにフォーカシングされる一方、信号光Ｌｂ２は対物レンズ１００により集光されて反射透過膜１２で反射された後、焦点Ｆｂにフォーカシングされ、信号光Ｌｂ２の焦点距離が参照光Ｌｂ１の焦点距離より大きくなければならないからである。本発明の実施例は、参照光Ｌｂ１が直ちに焦点Ｆｂにフォーカシングされ、信号光Ｌｂ２は反射透過膜１２で反射された後、焦点Ｆｂにフォーカシングされる。本発明の他の実施例によれば、信号光Ｌｂ２の焦点Ｆｂに直接フォーカシングされ、参照光Ｌｂ１は反射透過膜１２から反射されて焦点Ｆｂにフォーカシングされる。
【００７１】
記録モード時に参照光Ｌｂ１のうち、ホログラフィック情報記録媒体１０の反射透過膜１２により反射されて対物レンズ１００に戻ってくる光はほとんどない。コレステリック液晶層を含む反射透過膜１２は、主に右円偏光のみを反射する特性を有しており、左円偏光にホログラフィック情報記録媒体１０に入射される参照光Ｌｂ１はほとんど反射されない。
【００７２】
前述したように前記反射透過膜１２がホログラフィック情報記録媒体１０の一部領域（例えば、ホールに近い中心付近）でのみ左円偏光の青色光を反射させ、その他の領域では右円偏光の青色光のみを反射させるように設けられた場合、記録は、右円偏光の青色光のみを反射させる領域に対して進められ、この場合、記録される領域に対して反射透過膜１２で反射されて戻る参照光Ｌｂ１は存在しない。ホログラフィック情報記録媒体１０の全領域に亙って右円偏光の青色光を主に反射しつつ、左円偏光の青色光も一部反射すべく形成された場合、記録時、反射透過膜１２では右円偏光の信号光Ｌｂ２が主に反射され、左円偏光の参照光Ｌｂ１も一部反射されるが、この際、左円偏光の参照光Ｌｂ１は、反射されつつ右円偏光の反射参照光Ｌｂ３になりうる。
【００７３】
再生モード時、能動型半波長板２６は、半波長板として機能しないように、オフになり、第２光源２１から出射されたｐ偏光の青色光Ｌｂは能動型半波長板２６を偏光変化なしに通過し、偏光ビームスプリッタ２７を透過して記録モード時の参照光Ｌｂ１の光路に沿って進行する。したがって、再生モード時に用いられる青色光は、記録モード時の参照光Ｌｂ１と同一なので、再生モード時の青色光が参照光Ｌｂ１であると仮定して説明する。
【００７４】
ホログラフィック情報記録媒体１０のホログラフィック媒体層１３に記録されたマーク、すなわち、ホログラム再生時、ホログラムを再生した参照光（以下、再生光と称する）は、対物レンズ１００に入射される。参照光Ｌｂ１は左円偏光状態でホログラフィック情報記録媒体１０に入射され、ホログラムにより反射される再生光は、光の進行方向のみ変わるだけで、電界ベクトルの回転方向は変わらないので、右円偏光の光になる。右円偏光の再生光は、１／４波長板４３によりｓ偏光に変化された後、ミラー４２により反射されて二色プリズム４１により反射され、ミラー４５により反射されて能動型半波長板４６に入射する。再生時には能動型半波長板４６に電気を印加せず、半波長板の機能をしないので、ｓ偏光の再生光は、能動型半波長板４６を偏光変化なしに通過して偏光ビームスプリッタ３８により反射されてリレイレンズ３５に入射される。リレイレンズ３５を通過したｓ偏光の再生光は、ビームエキスパンダ３２を通過しつつ、平行ビームに変化され、半波長板３１によりｐ偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ２８を透過する。透過されたｐ偏光の再生光は、集光レンズ４６に集光され、シリンドリカルレンズ４７を通過して第２光検出器４８に受光される。第２光検出器４８で検出された再生光信号から所定記録層に記録されている記録マークホログラム情報が分かる。
【００７５】
図７は、本発明の一実施例によるホログラフィー情報記録装置でデータを記録する位置を決定する順序を示す。
【００７６】
まず、サーボ光学系５０によりサーボ光を記録媒体１０に照射し、反射膜１１で反射された反射サーボ光を利用してフォーカス及びトラッキング制御を行うことによって、サーボ光の焦点を目標トラックに追従させる（図７（ａ））。
【００７７】
次いで、参照光を記録媒体１０に照射する。参照光の対物レンズを利用して参照光の焦点位置を制御することによって、参照光の焦点を目標トラックに位置させる。また、ビームエキスパンダ３２の可動レンズ３４の位置を調整することによって、目標深さに参照光の焦点が位置するように制御する（図７（ｂ））。
【００７８】
次いで、信号光を記録媒体１０に照射する。図７（ｃ）では、信号光の焦点と参照光の焦点とが一致していない。したがって、透過反射膜で反射された反射信号光を利用してタンジェンシャル、トラッキング及びフォーカス制御を行う。この際、反射信号光の検出結果に基づいてガルバノミラー５１、５６とビームエキスパンダ５７の可動レンズ６０を動作させることによって、信号光の焦点位置を移動させる。
【００７９】
図７（ｄ）を参考にすれば、信号光の焦点と参照光の焦点とが一致するになった。信号光の焦点と参照光の焦点とが一致した後にも、フォーカス、トラックタンジェンシャルの三方向に赤色サーボ光学系７０のフォーカシング、トラッキングサーボによりディスクの面振動、偏心等の外乱に対応してもディスクの面振動偏心外の反射透過膜１２の厚さ偏差などの追加的な要因によって焦点が外れることがある。このような焦点外れるに対応して焦点エラー信号または和信号を入力されて信号光の焦点と参照光の焦点とが一致するように自動制御するサーボ制御器を動作させる。
以下、図８ないし図１１を参考にしてサーボ光、参照光及び信号光の焦点位置を制御する方法を説明する。
【００８０】
まず、サーボ光の焦点を制御する方法を説明する。
【００８１】
第１光源７１から出射されたサーボ光は、対物レンズ１００により反射膜１１に集光され、反射膜１１によって反射される。反射されたサーボ光Ｌｒ２が第１光検出器７９に受光されるが、この第１光検出器７９に受光された反射サーボ光Ｌｒ２はフォーカシング及びトラッキング状態を反映する。
【００８２】
フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を検出するように、第１光検出器７９は、図８Ａのように少なくとも１つの光検出器を含むことができる。一例として、メインビームを受光するために、４つの受光領域Ａｒ、Ｂｒ、Ｃｒ、Ｄｒを具備するメイン光検出器７９ａを含みうる。また、サブビームを受光するために、ラジアル方向にメイン光検出器７９ａの両側に各々配された第１及び第２サブ光検出器７９ｂ、７９ｃを含みうる。第１及び第２サブ光検出器７９ｂ、７９ｃは、２つの受光領域Ｅｒ、Ｆｒ、Ｈｒ、Ｇｒを各々具備する。
【００８３】
フォーカス制御は、メイン光検出器７９ａで検出された信号を利用して非点収差法によりなされうる。メイン光検出器７９ａに受光されるメインビーム検出信号を利用したフォーカスエラー信号ＦＥＳｒは、式（１）で得られ、このフォーカスエラー信号ＦＥＳｒは、制御部１５０に入力されて対物レンズ１００のフォーカス制御に用いられる。以下、便宜上、光検出器の受光領域とそれより検出された信号を同一記号として表記する。
【００８４】
ＦＥＳｒ＝（Ａｒ＋Ｃｒ）−（Ｂｒ＋Ｄｒ）        （１）
トラッキング制御は、サブ光検出器７９ｂ、７９ｃで検出された信号を利用して差動プッシュプル（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｐｕｓｈｐｕｌｌ）法によりなされうる。差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＤＰＰｒは、サーボ光Ｌｒ１と目標トラックとのずれ量を示すものであって、式（２）のように得られる。式（２）で、ｋはゲインである。
【００８５】
ＭＰＰｒ＝（Ａｒ＋Ｄｒ）−（Ｂｒ＋Ｃｒ）
ＳＰＰｒ１＝Ｅｒ−Ｆｒ
ＳＰＰｒ２＝Ｇ１−Ｈｒ
ＤＰＰｒ＝ＭＰＰｒ−ｋ（ＳＰＰｒ１＋ＳＰＰｒ２）          （２）
前記のようにサーボ光Ｌｒ１を利用したサーボ光学系７０は、サーボ光Ｌｒ１をホログラフィック情報記録媒体１０の反射膜１１に照射し、その反射サーボ光Ｌｒ２の検出信号を利用して対物レンズ１００のフォーカス及びトラッキング制御を行わせる。
【００８６】
次いで、参照光の焦点を制御する方法について説明する。
【００８７】
制御部１５０は、ホログラフィック媒体層内での第２光、例えば、参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂ位置を調整してデータが記録される記録層の位置を調整し、そのために第１及び第２光検出器７９、４８で検出された信号を入力されて処理する。また、処理された信号に基づいて、対物レンズ１００を駆動するように駆動部４４を制御し、第２光の焦点位置を調整するように焦点移動部、例えば、ビームエキスパンダ３２の可動レンズ３２を制御する。ここでは、前記制御部１５０が多様な構成要素を制御すると説明しているが、多様な構成要素の少なくとも一部は別途の制御部により制御されることもある。前記制御部１５０は、和信号や、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、タンジェンシャルエラー信号の多様な制御のための信号を得るための信号処理部を含み、信号処理部が別途に備えられ、その別途に備えられた信号処理部で得られた信号を前記制御部１５０に入力されうる。
【００８８】
制御部１５０は、対物レンズ１００を光軸方向に往復動させつつ、サーボ光Ｌｒ１が反射膜１１で反射される時の第１検出信号と参照光Ｌｂ１が反射透過膜１２で反射される時の第２検出信号との時間差が所望の記録層位置に該当する値になるように、焦点移動部を制御する。焦点移動部は、制御部１５０の制御に基づいて参照光Ｌｂ１の焦点を光軸方向に移動させることによって、参照光Ｌｂ１の焦点位置を所望の記録層位置に移動可能にする。
【００８９】
他の実施例で、制御部１５０は、対物レンズ１００を光軸方向に往復動させつつ、反射膜１１で反射されるサーボ光Ｌｒ２の第１検出信号と反射透過膜１２で反射される参照光Ｌｂ３に基づいた第２検出信号の位置が同一になるように焦点移動部を制御する。焦点移動部によって反射膜１１で反射されるサーボ光Ｌｒ２の第１検出信号と反射透過膜１２で反射される参照光Ｌｂ３に基づいた第２検出信号との位置が同一になる時の焦点移動部の位置を焦点移動部の基準位置に設定する。その後、対物レンズ１００を利用してサーボ光Ｌｒ１の焦点を反射膜１１に位置させ、焦点移動部を前記基準位置から所望の変位ほど動かすことで、参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂが目標位置に位置するように調整することもできる。また、焦点移動部の基準位置をメモリに積載しておいて、今後の焦点移動部の移動と参照光の焦点位置の移動との関係を利用して所望の目標位置に参照光の焦点を容易に移動させうる。
【００９０】
この際、第１検出信号は、第１光検出器７９のメイン光検出器７９ａの受光領域で検出した信号を合算した和信号Ａｒ＋Ｂｒ＋Ｃｒ＋Ｄｒやフォーカスエラー信号でありうる。
【００９１】
また、第２検出信号は、第２光検出器４８の複数の受光領域で検出した信号を合算した和信号Ａｂ＋Ｂｂ＋Ｃｂ＋Ｄｂであるか、フォーカスエラー信号でありうる。
【００９２】
最後に、信号光の焦点を制御する方法について説明する。
【００９３】
記録モード時、信号光Ｌｂ２に対するフォーカス及びトラッキング制御のために、第２光検出器４８は、図８Ｂに示したように、４つの受光領域Ａｂ、Ｂｂ、Ｃｂ、Ｄｂを具備し、この４つの受光領域Ａｂ、Ｂｂ、Ｃｂ、Ｄｂにより反射信号光Ｌｂ４を検出する。信号処理部（図示せず）は、反射信号光Ｌｂ４に基づいて参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂと信号光Ｌｂ２の焦点との距離差を示すエラー信号を生成する。
【００９４】
エラー信号はフォーカス方向での参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂと信号光Ｌｂ２の焦点との距離差を示すフォーカスエラー信号、トラック方向での参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂと信号光Ｌｂ２の焦点との距離差を示すトラックエラー信号、及びタンジェンシャル方向での参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂと信号光Ｌｂ２の焦点との距離差を示すタンジェンシャルエラー信号で構成されうる。
【００９５】
信号処理部（図示せず）は、非点収差法によりフォーカス制御を行い、４つの受光領域Ａｂ、Ｂｂ、Ｃｂ、Ｄｂの検出信号から式（３）のようなフォーカスエラー信号ＦＥＳｂを算出し、これを制御部１５０に供給する。
【００９６】
ＦＥｂ＝（Ａｂ＋Ｃｂ）−（Ｂｂ＋Ｄｂ）        （３）
このフォーカスエラー信号ＦＥｂは、参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂと信号光Ｌｂ２の焦点とのフォーカス方向に対する差量を表現したものである。
【００９７】
トラッキングは、プッシュプル信号を利用して制御を行い、トラッキングエラー信号ＦＥｂを式（４）のように算出し、これを制御部１５０に供給する。
【００９８】
ＴＥｂ＝（Ａｂ＋Ｄｂ）−（Ｂｂ＋Ｃｂ）        （４）
このトラッキングエラー信号ＴＥｂは、参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂと信号光Ｌｂ２の焦点とのトラッキング方向に対する差量を表現したものである。
【００９９】
一方、式（５）のように、タンジェンシャル制御に必要なタンジェンシャルエラー信号ＴＥｂも生成しうる。タンジェンシャル制御とは、ホログラフィック情報記録媒体１０の接線方向に対して参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂに信号光Ｌｂ２を位置させる制御である。
【０１００】
ＮＥｂ＝（Ａｂ＋Ｂｂ）−（Ｃｂ＋Ｄｂ）        （５）
このタンジェンシャルエラー信号ＮＥｂは、参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂと信号光Ｌｂ２の焦点とのホログラフィック情報記録媒体１０の接線方向に対する差量を表現したものである。
【０１０１】
制御部１５０は、フォーカスエラー信号ＦＥＳｂに基づいて、フォーカス駆動信号を生成し、該当フォーカス駆動信号を例として、ビームエキスパンダ５７の可動レンズ６０に供給し、参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂに対する信号光Ｌｂ２の焦点のフォーカス方向に対する差量を減少させるように、可動レンズ６０をフォーカス制御しうる。
【０１０２】
また、制御部１５０は、トラッキングエラー信号ＴＥｂに基づいてトラッキング駆動信号を生成し、該当トラッキング駆動信号を例として、ガルバノミラー５６に供給し、参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂに対する信号光Ｌｂ２の焦点のトラッキング方向に関する差量を減少させるように、ガルバノミラー５６をトラッキング制御しうる。
【０１０３】
また、制御部１５０は、タンジェンシャルエラー信号ＮＥｂに基づいてタンジェンシャル駆動信号を生成し、該当タンジェンシャル駆動信号をガルバノミラー５１に供給し、参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂに対する信号光Ｌｂ２の焦点のタンジェンシャル方向に関する差量を減少させるように、ガルバノミラー５１をタンジェンシャル制御しうる。
【０１０４】
したがって、信号光光学系５０は、ホログラフィック情報記録媒体１０に信号光Ｌｂ２を照射し、反射透過膜１２により反射された反射信号光Ｌｂ４を受光し、受光結果を信号処理部に供給し、制御部１５０は、信号光Ｌｂ２の焦点を参照光Ｌｂ１の焦点Ｆｂに形成するように、ビームエキスパンダ５７の可動レンズ６０のフォーカス制御及びガルバノミラー５１及び５６のタンジェンシャル及びトラッキング制御を行える。
【０１０５】
図９Ａは、本発明の一実施例による参照光焦点移動部を操作して参照光の焦点を移動させる過程を示す。図９Ａで、参照光焦点移動部は、図３に示されたホログラフィック情報保存装置内のビームエキスパンダ３２に対応する。具体的に、ビームエキスパンダ３２内の可動レンズ３３、３４を移動させることによって、参照光の焦点を移動させうる。可動レンズ３３は、ステッピングモータまたはピエゾモータを利用して光軸方向に移動し、参照光の焦点を目標位置の付近に移動させる。可動レンズ３３は、参照光の焦点位置を精密に制御するものではなく、近似的に制御することを目的とする。可動レンズ３４は、アクチュエータ４４と類似したアクチュエータを利用して光軸方向に移動し、参照光の焦点位置を精密に制御することを目的とする。
【０１０６】
図９Ａの左図は、可動レンズ３３、３４間の距離差が‘ＷＤ１’である場合を示す。この際、参照光の焦点は、Ａにフォーカシングされる。参照光は、反射膜１１によって反射されず、直ちに記録層に焦点をフォーカシングする。
【０１０７】
図９Ａの中央図は、可動レンズ３３、３４との距離差が‘ＷＤ２’である場合を示す。左図と比較すれば、可動レンズ３３、３４との距離が近づいている。この際、参照光の焦点位置は、ＡからＢに移動する。すなわち、参照光の焦点位置が反射膜１１方向に移動する。
【０１０８】
図９Ａの右図は、可動レンズ３３、３４との距離差が‘ＷＤ３’である場合を示す。中央図と比較すれば、可動レンズ３３、３４との距離がさらに近づいている。この際、参照光の焦点位置はＢからＣに移動する。
【０１０９】
図９Ｂは、本発明の一実施例による信号光焦点移動部を操作して信号光の焦点を移動させる過程を示す。
【０１１０】
図９Ｂで、信号光焦点移動部は、図３に示されたホログラフィック情報保存装置内のビームエキスパンダ５８に対応する。具体的に、ビームエキスパンダ５８内の可動レンズ５９、６０を移動させることによって、参照光の焦点を移動させうる。可動レンズ５９は、信号光の焦点を参照光の焦点位置付近に移動させる。可動レンズ５９は、焦点位置の近似的制御を担当し、可動レンズ６０は、信号光の焦点を参照光の焦点と一致させるための精密制御を担当する。
【０１１１】
図９Ｂの左図は、可動レンズ５９、６０との距離差が‘ＷＤ１’である場合を示す。この際、信号光の焦点は、Ａにフォーカシングされる。信号光は、反射膜１１に反射された後、記録層に焦点をフォーカシングする。
【０１１２】
図９Ｂの中央図は、可動レンズ５９、６０との距離差が‘ＷＤ２’である場合を示す。左図と比較すれば、可動レンズ５９、６０との距離が近づいている。この際、信号光の焦点位置は、ＢからＣに移動する。すなわち、信号光の焦点位置が反射膜１１から遠ざかる方向に移動する。図９Ｂの右図は、可動レンズ５９、６０との距離差がＷＤ３である場合を示す。一方、図９Ｂの中央図は、可動レンズ５９、６０との距離差がさらに小さくなることを示す。すなわち、信号光の焦点位置が反射膜１１からさらに遠い方向に移動する。
【０１１３】
図９では、参照光焦点移動部及び信号光焦点移動部の一例として可動レンズを利用した。しかし、焦点移動部が必ずしも可動レンズを含まねばならないものではなく、参照光または信号光の焦点を移動させうるいかなる手段も使用可能である。
【０１１４】
図１０は、本発明の一実施例によるホログラフィック情報記録媒体の記録位置を制御する装置内の第２光検出器４８の動作についての一例を示す。図１０に示された第２光検出器４８は、信号光が反射膜１１に反射されて生成された反射信号光を検出する。第２光検出器４８は、‘Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ’で表示された４つの受光領域を含む。
【０１１５】
図１０の左図は、第２光検出器内の‘Ｂ、Ｄ’で表示された受光領域に多くの光が検出されたことを示す。図１２で、後述する信号生成部１２３０は、第２光検出器が検出した反射信号光に基づいて参照光の焦点と信号光の焦点との距離差を示す焦点エラー信号を生成する。焦点エラー信号は、フォーカスエラー信号ＦＥｂまたは和信号ＰＥでありうる。しかし、焦点誤差信号が、ここに限定されるものではなく、参照光の焦点と信号光の焦点の距離差を示すいかなる情報も可能である。
【０１１６】
図１０に示されたフォーカスエラー信号ＦＥｂは、フォーカス方向での参照光の焦点と信号光の焦点との距離差を示す信号であり、式（３）によって計算されうる。図１０の左図を参考にすれば、参照光の焦点は、記録層Ｆｂ０に位置し、信号光の焦点は、反射膜１１を基準に記録層Ｆｂ０より遠く位置する。この際、フォーカスエラー信号ＦＥｂは、基準線より下方に位置する。このようにフォーカスエラー信号ＦＥｂが基準線（例えば、ＦＥｂ＝０）より下方に存在する場合を負位相と称する。
【０１１７】
図１０の中央図を参考にすれば、信号光の焦点を反射膜１１方向に移動させることによって、参照光の焦点と信号光の焦点とが一致した。この際、第２光検出器４８内の４つの受光領域には、均等に光が検出される。式（３）によれば、この時のフォーカスエラー信号ＦＥｂは‘０’の値を有し、和信号ＰＥは最大値を有する。
【０１１８】
図１０の右図を参考にすれば、信号光の焦点を反射膜１１方向により移動させることによって、参照光の焦点と信号光の焦点とが再び不一致であった。この際、フォーカスエラー信号ＦＥｂは、基準線の上側に存在する。このようにフォーカスエラー信号ＦＥｂが基準線の上側に存在する場合を正位相と称する。
【０１１９】
前述した例のように、フォーカス方向に信号光の焦点を移動させつつ、フォーカスエラー信号を観察すれば、フォーカスエラー信号ＦＥｂは、信号光の焦点位置によって‘Ｓ’カーブを描くことが分かる。‘Ｓ’カーブで線形区間は、参照光の焦点と信号光の焦点との距離差が臨界値以下である区間でフォーカス方向、タンジェンシャル方向及びトラック方向のいずれもで‘Ｓ’カーブが線形区間に該当すれば、サーボ制御器が正常動作する。本明細書でサーボ制御器は、信号光の焦点と参照光の焦点との距離差を示す焦点誤差信号を入力されて、信号光の焦点が参照光の焦点を自動的に推定するように制御する装置を意味する。
【０１２０】
信号光の焦点と参照光の焦点とがどの位近接したかを判断するために、焦点エラー信号が示す、‘Ｓ’カーブの観察以外にも、和信号ＰＥを使用しうる。和信号ＰＥが臨界値以上であれば、信号光の焦点と参照光の焦点とが近接したと判断しうる。
【０１２１】
図１１は、本発明の一実施例によるホログラフィック情報記録媒体の記録位置を制御する装置で信号光の焦点位置を制御する方法についての一例を示す。図１１では、焦点誤差信号に基づいて、まずトラック方向に沿って信号光の焦点を移動させ、次いで、タンジェンシャル方向に沿って信号光の焦点を移動させた後、フォーカス方向に信号光の焦点を移動させる。信号光の焦点をどの方向に先に移動させるかは、実施例によって様々であるが、前記順序に限定されない。しかし、焦点誤差信号の線形区間が最も大きな座標軸方向に沿って信号光の焦点を先に移動させることが望ましい。
【０１２２】
まず、焦点移動部は、信号光の焦点を参照光の焦点近くに近似的に移動させる。一例として、図３に示された可動レンズ５９を利用して信号光の焦点を参照光の焦点近くに近似的に移動させる。メモリには、近似的に移動させる信号光の基準焦点位置またはその時の可動レンズ５９の位置が記録され、前記情報を利用して信号光の焦点を移動させうる。
【０１２３】
次いで、制御部１５０は、トラック方向に対する信号光の焦点と参照光の焦点との差を示すトラッキングエラー信号に基づいて信号光の焦点をトラック方向に沿って移動させる。一例として、制御部１５０は、ガルバノミラー５６の駆動信号を変更して信号光の焦点をトラック方向に沿って移動させる。信号光の焦点が移動することによって、第２光検出部４８に受光される反射信号の光量と反射信号光が受光される受光領域とが変更されるので、トラッキングエラー信号が変化される。
【０１２４】
トラッキングエラー信号は、駆動信号の増加または減少によって、‘Ｓ’曲線形態に変化される。トラッキングエラー信号が‘Ｓ’曲線の線形区間に位置すれば、トラック方向に対する信号光の焦点と参照光の焦点との距離差が臨界値以内であることを意味するために、制御部１５０は、トラッキングエラー信号が‘Ｓ’曲線の線形区間に位置するように、ガルバノミラー５６の駆動信号を制御する。
【０１２５】
また、制御部１５０は、タンジェンシャル方向に対する信号光の焦点と参照光の焦点との差を示すタンジェンシャルエラー信号に基づいて信号光の焦点をタンジェンシャル方向に沿って移動させる。一例として、ガルバノミラー５１の駆動信号を変更して信号光の焦点をタンジェンシャル方向に沿って移動させる。制御部１５０は、ガルバノミラー５１の駆動信号を増加または減少させつつ、タンジェンシャルエラー信号の線形区間を検索し、タンジェンシャルエラー信号が線形区間に位置するように、ガルバノミラー５１の駆動信号を制御する。
【０１２６】
同様に、制御部１５０は、フォーカス方向に対する信号光の焦点と参照光の焦点との差を示すフォーカスエラー信号に基づいて信号光の焦点をフォーカス方向に沿って移動させる。一例として、可動レンズ６０の駆動信号を変更して信号光の焦点をフォーカス方向に沿って移動させる。制御部１５０は、可動レンズ６０の駆動信号を増加または減少させつつ、フォーカスエラー信号の線形区間を検索し、フォーカスエラー信号が線形区間に位置するように可動レンズ６０の駆動信号を制御する。
【０１２７】
制御部１５０が各方向での焦点誤差信号の線形区間を検索し、焦点誤差信号が線形区間に位置するように制御する方法についての一例は以下の図１１Ａないし図１１Ｄを参考にして説明する。
【０１２８】
図１１Ａは、トラッキングエラー信号ＴＥｂに基づいて、信号光の焦点位置をトラック方向に沿って移動させる方法についての一例を示す。図１１Ａで、制御部１５０がガルバノミラー５６に供給される駆動信号（以下、トラック駆動信号）を増加させてから、ある時点からトラッキングエラー信号が検出された。信号光の焦点が参照光の焦点に近接して第２光検出器４８に反射信号光が検出されたからである。
【０１２９】
制御部１５０がトラック駆動信号を増加させ続ければ、トラッキングエラー信号と和信号ＰＥｂとが共に増加する。第２光検出器に検出される反射信号の光量が多くなっているが、まだ‘Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ’の受光領域のうち、一部でのみ反射信号光が検出されているからである。
【０１３０】
制御部１５０がトラック駆動信号を増加させ続ければ、トラッキングエラー信号は減少するが、和信号ＰＥｂは増加し続ける。第２光検出器で検出される反射信号の光量が増加しており、‘Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ’の受光領域いずれでも均一に反射信号光が検出されるからである。
【０１３１】
和信号ＰＥｂが所定の臨界値を超えるか、あるいは和信号は増加するが、トラッキングエラー信号は減少すれば、トラッキングエラー信号が‘負帰還線形区間’に進入したと考えられる。トラッキングエラー信号が‘負帰還線形区間’に位置するということは、トラック方向での参照光の焦点と信号光の焦点とが相当近接したことを意味する。このように、トラッキングエラー信号が基準線（例えば、０）上に存在し、最初に‘負帰還線形区間’に進入する時点のレベルを、第１正位相レベルと称し、この時のトラック駆動信号を第１トラック駆動信号と称する。
【０１３２】
制御部１５０がトラック駆動信号を増加させ続ければ、トラッキングエラー信号は減少するが、和信号ＰＥｂは増加する区間が持続する最中に、ある瞬間からトラッキングエラー信号と和信号ＰＥｂとが共に減少する。この時からトラッキングエラー信号は、負の値を有する。これは、参照光の焦点位置と信号光の焦点位置とが再び遠ざかっているからである。
【０１３３】
制御部１５０がトラック駆動信号を増加させ続ければ、トラッキングエラー信号は増加するが、和信号ＰＥｂは引続き減少していて、ある瞬間、和信号が所定の臨界値より小さくなる。和信号ＰＥｂが所定の臨界値より小さくなれば、トラッキングエラー信号が‘負帰還線形区間’を外れたと考えられる。このようにトラッキングエラー信号が基準線下に存在し、最初に‘負帰還線形区間’を外れる時点のレベルを第１負位相レベルと称し、この時のトラック駆動信号を第２トラック駆動信号と称する。
【０１３４】
制御部１５０がトラック駆動信号を増加させ続ければ、参照光の焦点位置と信号光の焦点位置がさらに遠くなって、反射信号光が第２光検出器で検出されなければ、トラックエラー信号が０となる。
【０１３５】
前述した方法によって制御部１５０が第１正位相レベルと第１負位相レベルとが検出されれば、制御部１５０は第１トラック駆動信号と第２トラック駆動信号との中間値でトラック駆動信号を保持する。
【０１３６】
図１１Ｂで、制御部１５０は、図１１Ａと類似した方法でタンジェンシャルエラー信号の‘負帰還線形区間’を検索する。制御部１５０がタンジェンシャルエラー信号の‘負帰還線形区間’を検索するに当たって、トラック駆動信号は第１トラック駆動信号と第２トラック駆動信号との中間値で保持することが望ましい。
【０１３７】
制御部１５０は、前述した方法によってタンジェンシャルエラー信号が‘負帰還線形区間’に進入する時のタンジェンシャル駆動信号の第１タンジェンシャル駆動信号とタンジェンシャルエラー信号とが負帰還線形区間を外れる時のタンジェンシャル駆動信号の第２タンジェンシャル駆動信号を検索する。次いで、制御部１５０は、第１タンジェンシャル駆動信号と第２タンジェンシャル駆動信号との中間値でタンジェンシャル駆動信号を保持する。
【０１３８】
図１１Ｃでは、制御部１５０は、図１１Ａと類似した方法でフォーカスエラー信号の‘負帰還線形区間’を検索する。制御部１５０がフォーカスエラー信号の‘負帰還線形区間’を検索するに当たって、トラック駆動信号は、第１トラック駆動信号と第２トラック駆動信号との中間値で保持し、タンジェンシャル駆動信号は、第１タンジェンシャル駆動信号と第２タンジェンシャル駆動信号との中間値で保持することが望ましい。
【０１３９】
制御部１５０は、フォーカスエラー信号が‘負帰還線形区間’に進入する時のフォーカス駆動信号である第１フォーカス駆動信号とフォーカスエラー信号が‘負帰還線形区間’を外れる時のフォーカス駆動信号である第２フォーカス駆動信号を検索する。次いで、制御部１５０は、第１フォーカス駆動信号と第２フォーカス駆動信号との中間値でフォーカス駆動信号を保持する。
【０１４０】
図１１Ｄで、制御部１５０は、参照光の焦点と信号光の焦点との距離差がサーボ制御器を駆動させうる臨界値以下であるかを判断する。サーボ制御器は、焦点エラー信号を入力されて参照光の焦点と信号光の焦点とが一致するように、自動制御する装置である。図１１Ａないし図１１Ｃで、各方向での焦点エラー信号の負帰還線形区間を検索したが、チルトまたは振動によって焦点エラー信号が負帰還線形区間を外れることがあるので、サーボ制御器を動作させる前に、参照光の焦点と信号光の焦点との距離が臨界値以下であるか否かを判断する。
【０１４１】
制御部１５０が参照光の焦点と信号光の焦点との距離が臨界値以下であるか否かを判断する方法は、実施例によって様々でありえる。
【０１４２】
一例として、制御部１５０は、反射信号光の和信号を利用して参照光の焦点と信号光の焦点との距離が臨界値以下である否かを判断しうる。
【０１４３】
図１１Ｄを参考にすれば、図１１Ａないし図１１Ｃで決まった駆動信号によって制御部１５０がトラック駆動信号、タンジェンシャル駆動信号及びフォーカス駆動信号を印加した後、反射信号光の和信号ＰＥｂを観察する。もし、和信号ＰＥｂが所定の臨界値を超えれば、参照光の焦点と信号光の焦点とが十分に近接したと判断してサーボ制御器を駆動させる。しかし、和信号ＰＥｂが所定の臨界値を超えなければ、トラックエラー信号、タンジェンシャルエラー信号、フォーカスエラー信号のうち、‘負帰還線形区間’を外れた焦点誤差信号を検索して、図１１Ａないし図１１Ｃまでの過程のうち、少なくとも１つを再実行する。
【０１４４】
図１１Ｄでは、和信号ＰＥｂが臨界値を超えたので、制御部１５０はサーボ制御器を駆動させる。
【０１４５】
他の例として、制御部１５０は、トラックエラー信号、タンジェンシャルエラー信号、フォーカスエラー信号が各々‘負帰還線形区間’に位置するか否かを判断する。図１１Ｄでは、フォーカスエラー信号が‘負帰還線形区間’に位置しているかを判断する。制御部１５０は、フォーカス駆動信号を第１フォーカス駆動信号と第２フォーカス駆動信号との間で変化させつつ、フォーカスエラー信号を観察する。図１１Ｄを参考にすれば、フォーカスエラー信号が第１正位相レベルと第１負位相レベルとの間に位置することが分かる。したがって、フォーカスエラー信号は、依然として‘負帰還線形区間’に位置する。この方法で、制御部１５０は、トラックエラー信号及びタンジェンシャルエラー信号が‘負帰還線形区間’に位置しているかを確認し、各方向での焦点エラー信号がいずれも‘負帰還線形区間’に位置すると判断されれば、サーボ制御器を駆動させる。
【０１４６】
その他にも、制御部１５０は、和信号と各方向での焦点エラー信号が‘負帰還線形区間’に位置しているかを同時に判断することによって、サーボ制御器の駆動如何を判断しうる。
【０１４７】
図１２は、本発明の一実施例によるホログラム記録媒体上にデータが記録される位置を制御する制御装置１２００を示すブロック図である。ホログラム記録媒体は、基板、第１波長の第１光を反射させる第１反射膜、第２波長の第２光を反射させる第２反射膜、データが記録される記録層を含みうる。第２反射膜は、記録層に隣接し、第１反射膜は、第２反射膜より光の入射面側に近いか、遠く位置しうる。また、第１反射膜及び第２反射膜のうち、光の入射面側に近く位置する反射膜は、第１及び第２波長のうち、１つの波長を有する光を透過させ、他の１つの波長を有する光は、反射する反射透過膜であり得る。以下、第１反射膜が反射透過膜として提供される。
【０１４８】
図１２では、説明の便宜上、第１光は赤色波長を有するサーボ光であり、第２光は青色波長を有する参照光または信号光であると仮定する。サーボ光は、記録媒体内でデータの記録されるアドレスを検索するのに用いられる。信号光は、データの記録に使われ、参照光との干渉によって生じるホログラムが記録層に記録される。参照光は、信号光と共にデータの記録に使われ、信号光とは別途にデータの再生に用いられる。また、第１反射膜は、第２反射膜より光の入射面側に近く位置する反射透過膜であると仮定する。
【０１４９】
以下、サーボ光の焦点及び参照光の焦点は目標位置に位置した状態で信号光の焦点を参照光の焦点位置に移動させる過程を説明する。
【０１５０】
本発明の一実施例による制御装置１２００は、光源部１２１０、受光部１２２０、エラー信号生成部１２３０及び制御部１２４０を含む。
【０１５１】
光源部１２１０は、参照光及び信号光を記録媒体に照射する。照射された参照光と信号光は、相互間の干渉によって記録媒体内の記録層にホログラムマークを生成する。参照光及び信号光は、同じ波長光として互いに直交する偏光でありうる。一例として、参照光は、左円偏光であり、信号光は右円偏光であるか、その反対でありうる。参照光及び信号光のうちのつは、反射透過膜に反射されて記録層に焦点が結ばれ、他の１つは、記録層に直ちに焦点が結ばれる。以下、参照光は、記録層に直ちに焦点が結ばれ、信号光は反射透過膜に反射されて記録層に焦点が結ばれると仮定する。
【０１５２】
光検出部１２２０は、信号光が反射透過膜から反射されて生成された反射信号光を検出する。光検出部１２２０は、後述する焦点エラー信号を生成するために、少なくとも１つの受光領域を含みうる。
【０１５３】
エラー信号生成部１２３０は、反射信号光に基づいて、参照光の焦点である第１焦点と信号光の焦点である第２焦点との距離差を示す焦点エラー信号を生成する。焦点エラー信号は、第１座標軸方向に対する第１焦点と第２焦点との距離差を示す第１焦点エラー信号、第２座標軸方向に対する第１焦点と第２焦点との距離差を示す第２焦点エラー信号及び第３座標軸方向に対する第１焦点と第２焦点との距離を示す第３焦点エラー信号のうち、少なくとも１つを含みうる。ここで、第１座標軸、第２座標軸、第３座標軸は、３次元空間を構成する座標軸である。一例として、第１座標軸、第２座標軸、第３座標軸は、直交座標系で使用するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸であるか、円筒座標系で使用するρ軸、φ軸、ｚ軸であるか、球座標系で使用するρ軸、θ軸、φ軸であり得る。
【０１５４】
以下、記録媒体の厚さ方向のフォーカス方向を示す座標軸を第１座標軸、記録媒体の半径方向のトラック方向を示す座標軸を第２座標軸、及びトラック方向に対する接線方向のタンジェンシャル方向を示す第３座標軸を使用する。
【０１５５】
制御部１２４０は、焦点エラー信号に基づいて第２焦点が第１焦点が位置する方向に移動すべく制御する。具体的には、制御部１２４０は、焦点誤差信号に基づいて各方向で焦点誤差信号が線形区間に位置するように制御する。すなわち、トラッキングエラー信号、タンジェンシャルエラー信号及びフォーカスエラー信号がいずれも線形区間に位置するように制御する。
【０１５６】
制御装置１２００は、第２焦点を第１座標軸に沿って移動させる第１焦点移動部（図示せず）、第２焦点を第２座標軸に沿って移動させる第２焦点移動部（図示せず）及び第２焦点を第３座標軸に沿って移動させる第３焦点移動部（図示せず）のうち、少なくとも１つを含む。制御部部１２４０は第１焦点移動部、第２焦点移動部及び第３焦点移動部のうち、少なくとも１つの動作を制御することによって第２焦点を移動させる。
【０１５７】
制御装置１２００は、サーボ制御器（図示せず）をさらに含むことができる。サーボ制御器（図示せず）は、焦点エラー信号を入力されて第２焦点が第１焦点と一致すべく自動制御する装置である。
【０１５８】
制御部１２４０は、第１焦点と第２焦点との距離差が臨界値以内か否かを判断する判断部（図示せず）及び判断部の判断結果に基づいて第１焦点と第２焦点との距離差が臨界値以内ならば、サーボ制御器が駆動されるように制御する動作開始部（図示せず）をさらに含むことができる。また、制御部１２４０は、判断結果、第１焦点と第２焦点との距離次期臨界値以内ならば、第２焦点の位置がメモリに記録されるように制御しうる。実施例によっては、制御部１２４０は、第２焦点位置の代りに、第１焦点移動部、第２焦点移動部及び第３焦点移動部の位置または第１焦点移動部、第２焦点移動部及び第３焦点移動部を駆動させるのに使われた駆動電圧（または電流）の大きさがメモリに記録されるように制御することもできる。
【０１５９】
一例として、判断部は、それぞれの座標軸方向に対して第１焦点と第２焦点との距離差が臨界値以下であるかを判断する。このために、判断部は、第１座標軸に対する第１焦点と第２焦点との距離差が第１臨界値以内か否かを判断する第１判断部（図示せず）、第２座標軸に対する第１焦点と第２焦点との距離差が第２臨界値以内か否かを判断する第２判断部（図示せず）及び第３座標軸に対する第１焦点と第２焦点との距離差が第３臨界値以内か否かを判断する第３判断部（図示せず）のうち、少なくとも１つを含みうる。
【０１６０】
他の例として、判断部は、受光された信号反射光の大きさが所定の臨界値以上か否かを判断する第４判断部を含みうる。
【０１６１】
次いで、本発明の一実施例による制御装置１２００の動作を時間順序によって説明する。以下、説明の便宜上、また、第１焦点エラー信号をフォーカスエラー信号と、第２焦点エラー信号をトラックエラー信号と、第３焦点エラー信号はタンジェンシャルエラー信号と称する。また、第１焦点移動部をフォーカス焦点移動部と、第２焦点移動部をトラック焦点移動部と、第３焦点移動部をタンジェンシャル焦点移動部と称する。
【０１６２】
まず、赤色光であるサーボ光の焦点を目標地点に位置させる。
【０１６３】
サーボ光の焦点が目標地点に位置すれば、光源部１２１０は青色光を放出する。青色光はデータの記録に用いられる信号光とデータの再生及び記録に用いられる参照光とに分離される。信号光と参照光は、相互垂直な偏光でありうる。一例として、信号光は左円偏光であり、参照光は右円偏光であるか、その反対でありうる。
【０１６４】
青色光が放出されれば、制御部１２４０は、まず参照光の焦点が目標地点に位置すべく制御し、参照光の焦点が目標地点に位置すれば、信号光の焦点が参照光の焦点と一致すべく制御する。
【０１６５】
放出された信号光が反射膜によって反射されれば、光検出部１２２０が反射信号光を検出する。光検出部１２２０は、複数個の受光領域を含み、それぞれの受光領域で検出される反射信号光度に基づいてエラー信号生成部１２３０が焦点エラー信号を生成する。この際、エラー信号生成部１２３０は式（３）ないし（５）に基づいて、トラックエラー信号、タンジェンシャルエラー信号及びフォーカスエラー信号を生成する。
【０１６６】
制御部１２４０は、トラックエラー信号に基づいてトラック方向に第２焦点を移動させる。次にトラック方向の座標は固定したまま、タンジェンシャルエラー信号に基づいてタンジェンシャル方向に第２焦点を移動させる。最後にトラック方向の座標及びタンジェンシャル方向の座標は固定したまま、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス方向に第２焦点を移動させる。具体的に、制御部１２４０は、トラックエラー信号、タンジェンシャルエラー信号、フォーカスエラー信号それぞれの‘負帰還線形区間’を検索し、トラックエラー信号、タンジェンシャルエラー信号、フォーカスエラー信号各々が‘負帰還線形区間’内で動作するように駆動信号を制御する。
【０１６７】
次いで、制御部１２４０は、第１焦点と第２焦点との距離差が臨界値以内か否かを判断する。第１焦点と第２焦点との距離差が臨界値以内か否かを判断するために、制御部１２４０は、トラックエラー信号、タンジェンシャルエラー信号、フォーカスエラー信号各々が‘負帰還線形区間’内で動作しているかを判断するか、和信号が臨界値以上か否かを判断する。
【０１６８】
判断結果、第１焦点と第２焦点との距離差が臨界値以内ならば、制御部１２４０はサーボ制御器を駆動させる。同時に、制御部１２４０は、第２焦点の位置情報または第２焦点が目標位置に位置させるための駆動信号についての情報がメモリに記録されるように制御する。
【０１６９】
サーボ制御器は、焦点エラー信号を入力されて第１焦点と第２焦点が一致するように自動制御するので、サーボ制御器の動作以後からは変調された記録パルスを印加してデータを記録しうる。しかし、ディスクの面振動、偏心などの外乱によってトラックエラー信号、タンジェンシャルエラー信号、フォーカスエラー信号のうち、１つが‘線形区間’を外れれば、サーボ制御器が正常に動作しない。この際、制御部１２４０は、サーボ制御器の動作を中断し、どの方向の焦点エラー信号が‘線形区間’を外れたかを判断する。
【０１７０】
この際、‘線形区間’を外れていない方向に対しては第２焦点を移動させない。一例として、タンジェンシャルエラー信号のみ線形区間を外れた場合、トラック方向やフォーカス方向の第２焦点の座標は固定したまま、タンジェンシャル方向に沿って第２焦点を移動させる。この際、制御部１２４０は、タンジェンシャルエラー信号に基づいて、タンジェンシャルエラー信号の線形区間を再検索し、タンジェンシャルエラー信号が線形区間に位置するようにタンジェンシャル駆動信号を再設定する。
【０１７１】
従来には、記録を開始するために、参照光の焦点に信号光の焦点を一致させようとする場合、干渉による焦点エラー信号が線形区間を外れることによって、動作中のサーボが正常に動作しないか、省略されることによって、データの記録が精密に実行されないという問題点があった。本発明では、トラック、タンジェンシャルフォーカス方向の夫々に対して焦点エラー信号を生成し、焦点エラー信号に基づいて各方向ごとに線形区間を検索して、焦点エラー信号が線形区間に動作するように保持した状態で、他の方向の焦点エラー信号に対する線形区間を検索することによって、干渉による問題点を最小化させうる。
【０１７２】
図１３は、本発明の一実施例によるホログラム記録媒体上にデータが記録される位置を制御する制御方法についてのフローチャートを示す。
【０１７３】
段階ｓ１３１０では、参照光及び信号光を記録媒体に照射する。
【０１７４】
段階ｓ１３２０では、記録媒体から反射されて生成された反射光についての情報に基づいて、参照光の焦点である第１焦点と信号光の焦点である第２焦点との距離差を示す焦点エラー信号を生成する。焦点エラー信号は、第１座標軸に対する第１焦点と第２焦点との距離差を示す第１焦点エラー信号、第２座標軸に対する第１焦点と第２焦点との距離差を示す第２焦点エラー信号及び第３座標軸に対する第１焦点と前記第２焦点との距離を示す第３焦点エラー信号のうち、少なくとも１つを含む。
【０１７５】
段階ｓ１３３０では、焦点エラー信号に基づいて、第２焦点を移動させる。具体的に、第１焦点エラー信号に基づいて、第１座標軸に沿って第２焦点を移動させ、第２焦点エラー信号に基づいて、第１座標軸上での位置は固定した状態で、第２座標軸に沿って第２焦点を移動させた後、第３焦点エラー信号に基づいて、第１座標軸上での位置及び第２座標軸上での位置は固定した状態で、第３座標軸に沿って第２焦点を移動させる。
【０１７６】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、本発明の他の実施例によるホログラム記録媒体上にデータが記録される位置を制御する制御方法についてのフローチャートを示す。
【０１７７】
段階ｓ１４１０では、フォーカス方向に沿ってサーボ光の焦点を所望の地点に移動させる。
【０１７８】
段階ｓ１４２０では、参照光の焦点を目標地点に位置させる。
【０１７９】
段階ｓ１４３０では、信号光の焦点を参照光の焦点付近に移動させる。
【０１８０】
段階ｓ１４４２では、トラックエラー信号の線形区間を検索する。
【０１８１】
段階ｓ１４４４では、トラックエラー信号が線形区間に位置するように、トラック駆動信号を調整する。一例として、トラックエラー信号が線形区間に進入する時点のトラック駆動信号である第１トラック駆動信号と、トラックエラー信号が線形区間を外れる時点のトラック駆動信号である第２トラック駆動信号との中間値でトラック駆動信号を設定する。
【０１８２】
段階ｓ１４５２では、タンジェンシャルエラー信号の線形区間を検索する。
【０１８３】
段階ｓ１４５４では、タンジェンシャル駆動信号が線形区間に位置するように、タンジェンシャル駆動信号を調整する。一例として、タンジェンシャルエラー信号が線形区間に進入する時点のタンジェンシャル駆動信号である第１タンジェンシャル駆動信号と、タンジェンシャルエラー信号が線形区間を外れる時点のタンジェンシャル駆動信号である第２タンジェンシャル駆動信号との中間値でタンジェンシャル駆動信号を設定する。
【０１８４】
段階ｓ１４６２では、フォーカスエラー信号の線形区間を検索する。
【０１８５】
段階ｓ１４６４では、フォーカス駆動信号が線形区間に位置するように、フォーカス駆動信号を調整する。一例として、フォーカスエラー信号が線形区間に進入する時点のフォーカス駆動信号である第１フォーカス駆動信号と、フォーカスエラー信号が線形区間を外れる時点のフォーカス駆動信号の第２フォーカス駆動信号との中間値でフォーカス駆動信号を設定する。
【０１８６】
段階ｓ１４７０では、トラックエラー信号、タンジェンシャルエラー信号及びフォーカスエラー信号が線形区間で動作するか否かを判断し、あらゆる焦点エラー信号が線形区間で動作すれば、段階ｓ１４８０を行う。
【０１８７】
段階ｓ１４８０では、信号光のサーボを開始する。すなわち、サーボ制御器を駆動する。
【０１８８】
段階ｓ１４９０では、トラック方向に沿って赤色光の焦点を所望の地点に移動させる。
【０１８９】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本発明の他の実施例によるホログラム記録媒体上にデータが記録される位置を制御する制御方法についてのフローチャートを示す。
【０１９０】
図１４に示された制御方法では、トラックエラー信号、タンジェンシャルエラー信号及びフォーカスエラー信号の線形区間を探索した後、線形区間についての情報をメモリに記録しうる。図１５は、このように線形区間についての情報を獲得した状態で、各方向に対してサーボ再引込み、すなわち、サーボ制御器を再動作させる場合の方法を説明したフローチャートである。
【０１９１】
段階ｓ１５１０では、フォーカス方向に沿ってサーボ光の焦点を所望の地点に移動させる。
【０１９２】
段階ｓ１５２０では、参照光の焦点を目標地点に位置させる。
【０１９３】
段階ｓ１５３０では、信号光の焦点を参照光の焦点付近に移動させる。
【０１９４】
段階ｓ１５４０では、以前時点で獲得された線形区間についての情報に基づいて、トラック駆動信号、トラック駆動信号及びフォーカス駆動信号を各信号の線形区間の中間値に対応する大きさに保持する。
【０１９５】
段階ｓ１５５２では、フォーカスエラー信号が線形区間内で動作している否かを判断し、線形区間内で動作すれば、段階ｓ１５５４を行う。
【０１９６】
段階ｓ１５５４では、段階ｓ１５４０でのフォーカス駆動信号を保持する。
【０１９７】
段階ｓ１５６２では、トラックエラー信号が線形区間内で動作しているか否かを判断し、線形区間内で動作すれば、段階ｓ１５６４を行う。
【０１９８】
段階ｓ１５６４では、段階ｓ１５４０でのトラック駆動信号を保持する。
【０１９９】
段階ｓ１５７２では、タンジェンシャルエラー信号が線形区間内で動作しているか否かを判断し、線形区間内で動作すれば、段階ｓ１５７４を行う。
【０２００】
段階ｓ１５７４では、段階ｓ１４４０でのタンジェンシャル駆動信号を保持する。
【０２０１】
段階ｓ１５８０では、サーボが正常に動作しているか否かを確認する。
【０２０２】
段階ｓ１５９０では、トラック方向に沿って赤色光の焦点を所望の地点に移動させる。
【０２０３】
一方、前述した本発明の実施例は、コンピュータで実行可能なプログラムで作成でき、コンピュータで読取り可能な記録媒体を利用して前記プログラムを動作させる汎用ディジタルコンピューターとして具現しうる。
【０２０４】
前記コンピュータで読取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光学的判読媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）及びキャリアウェーブ（例えば、インターネットを介した伝送）のような記録媒体を含む。
【０２０５】
以上、本発明についてその望ましい実施例を中心に説明した。本発明が属する技術分野で当業者ならば、本発明が本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態に具現可能であることを理解できるあろう。したがって、開示された実施例は、限定的な観点ではなく、説明的な観点で考慮せねばならない。本発明の範囲は、前述した説明ではなく、特許請求の範囲に現れており、それと同等な範囲内にあるあらゆる差異点は、本発明に含まれたものと解釈されねばならない。
【符号の説明】
【０２０６】
１０    ホログラフィック情報記録媒体
１１    反射膜
１２    反射透過膜
１３    ホログラフィック媒体層
１４    基板
２０    参照光光学系
２１、７１  光源
２２    コリメーティングレンズ
２６    能動型半波長板
４０、４１  二色プリズム
４２    ミラー
４４    駆動部
４８    第２光検出器
５０    ホログラム記録光学系
７０    サーボ用光学系
７２    グレーティング
７３    偏光ビームスプリッタ
７４    コリメーティングレンズ
７５    補正レンズ
７６、７７  集束レンズ
７８    シリンドリカルレンズ
７９    第１光検出器
１００  対物レンズ
１５０  制御部
Ｌｂ    青色光
Ｌｂ２  信号光
Ｌｂ１  参照光
Ｌｒ１、Ｌｒ２  サーボ
【図１】
2010108593.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010108593.tif 000007
【図７】
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【図８Ａ】
2010108593.tif 000009
【図８Ｂ】
2010108593.tif 000010
【図９Ａ】
2010108593.tif 000011
【図９Ｂ】
2010108593.tif 000012
【図１０】
2010108593.tif 000013
【図１１Ａ】
2010108593.tif 000014
【図１１Ｂ】
2010108593.tif 000015
【図１１Ｃ】
2010108593.tif 000016
【図１１Ｄ】
2010108593.tif 000017
【図１２】
2010108593.tif 000018
【図１３】
2010108593.tif 000019
【図１４Ａ】
2010108593.tif 000020
【図１４Ｂ】
2010108593.tif 000021
【図１５Ａ】
2010108593.tif 000022
【図１５Ｂ】
2010108593.tif 000023
【図２】
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